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Laser am Limit: Materie in ultrastarken Laserfeldern.

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Präsentation zum Thema: "Laser am Limit: Materie in ultrastarken Laserfeldern."—  Präsentation transkript:

1 Laser am Limit: Materie in ultrastarken Laserfeldern

2 Laser im Leben der Physiker … und nicht nur die Theoretiker träumen von immer intensiveren Lasern mit kürzeren Pulsen

3 Laser: Light Amplification by stimulated Emission of Radiation

4 Schwache und starke Lichtfelder Strickland & Mourou 1979 Strecken, Verstärken, Komprimieren Derzeit bis ca. 10 Watt / cm 22 2 Energie pro Zeit wie Stromverbrauch in ganz Deutschland … wenn auch nur für Femtosekunden ! Weitere Petawatt Lasersysteme im Bau in Deutschland an der GSI, MPQ und in Jena

5 Wechsel wirkung von Materie mit starken Laser Feldern

6 Materie in intensiven Laserfeldern: von der Quantenoptik in Richtung Hochenergiephysik Ansteigende Laser Intensität

7 Quantensysteme in solchen Feldern: Elektron im starken Laser Feld Schwächeres FeldSehr starkes Feld mit deutlichem Einfluss der Magnetfeldkomponente

8 Jens Prager Auch interessant: Rolle des Kerns und anderer Elektronen

9 Zwei-Elektronen Atom: Laser-induzierte Doppel Ionization Rot: Äußeres Elektron; Grün: Inneres Elektron

10 Tunneln und Rekollisionen bei Ionen in super intensen Laserfeldern Korrelierte Doppelionisation & Hochfrequenzlicht

11 Relativistische Quantendynamik Dirac Gleichung Relativistische Theorie: Teilchen nicht schneller als Lichtgeschwindigkeit - Licht gleich schnell in allen Bezugssystemen - Wellenfunktion mit 4 Komponenten - Spin Quanteneigenschaft und die Möglichkeit von Antimaterie

12 Dirac Dynamik in starken Laserfeldern Freies ElektronMott Streuung an nacktem Uran Laser Polarisations Richtung Laser Propagations Richtung [atomare Einheiten] E= 640 a.u., w= 8 a.u., kin. Energie ca. 40 keV.

13 Spin Dynamik

14 Antimaterie durch starke Laserfelder

15 Elektron-Positron Dynamik im Laserfeld Auf dem Weg zur Schwinger Feldstärke

16 Kernphysik mit Laser-Plasma Wechselwirkung

17 Kernfusion mit Lasern D + D He + n Neutron mit 2.45 MeV 3

18 Teilchenphysik mit hochintensiven Laserpulsen Beispiel Positronium in Hochintensitätslaserpulsen X und Strahlen e e - + e + e e 91 GeV Z e - * +- * e+ e Hochfrequenz Laser Z-Boson Erzeugung Suche nach Resonanzen und Struktur im Zerfall von Elektronen

19 Zusammenfassung


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